一种基于臭氧漂白的装置

本实用新型装置属于制浆造纸技术领域，尤其涉及一种基于臭氧漂白的装置。

背景技术：

木材原料中除了含有纤维素、半纤维素和木素外，还含有少量不易失性的亲酯性抽出物，称为木材树脂。在制浆过程中，尤其是在生产机械浆过程中，这些树脂成分以胶体液滴的形式分散进入到浆水系统中，颗粒尺寸约为0.1-0.2μm之间，浆料浓度为1％时悬浮液中总胶体树脂含量在5-70mg/kg之间。它们在纸浆的洗涤、筛选和漂白工段，纸浆中的树脂会沉积在浆料流送中的管道浆泵和螺旋推进器等表面；在抄造工段则会沉积在毛毯、成型网、真空吸水箱和流浆箱等处。对纸机的运行性和纸页的质量造成危害。

制浆中树脂的沉积对制浆造纸过程的影响主要有两个方面。一是树脂的沉积降低纸浆的可运行性纸页的断头和设备的清洗和维修频繁增加了停机的时间。二是树脂沉积脱落的纸浆上形成尘埃，影响产品质量降低；三是浆板机毛布、网子被树脂粘附，频繁碱洗导致网毯使用寿命下降。制浆过程中的树脂障碍主要来自于制浆中的树脂成分以多种形式沉积在设备表面而产生的，所以制浆造纸过程的树脂障碍的控制本质上就是对树脂沉积物的控制。

随着制浆造纸工业的发展，树脂沉淀问题日益突出，这主要是以下因素决定的：（1）环境方面的显示，是用水封闭系统日益完善，导致用水中含有更高浓度的树脂；（2）二次纤维用量的增加，引入了更多的树脂类污染物；（3）纸机车速的提高使得剪切速度增大，从而增大了树脂的沉积趋势；（4）纸厂生产能力的提高使得洗浆机等设备超负荷运转，导致纸浆中含有更多的树脂成分。此外，造纸原材料的扩展，造纸助剂的添加以及机械浆产量的增加都将使得制浆造纸企业面临着更为复杂而且严峻的树脂沉积问题。

目前针对在制浆造纸过程中出现的树脂沉积问题，最为广泛采用的是利用树脂脱除剂和树脂分散剂在特定的制浆造纸工段（纸浆漂白过后及磨浆之前的浸渍阶段）进行对树脂的化学去除。但是，由于造纸白水循环使用以及封闭程度的提高，各种含阴离子的造纸助剂的添加会引起阴离子物质的积累。这种积累同样会对造纸湿部化学过程有不利的影响：（1）影响造纸助留剂的效果；（2）影响纸张的匀度，物理强度。而传统技术中通过物理机械清除树脂的方法，如，对粘在造纸机网、毯的高压水枪加洗涤剂甚至人为定点清除，对粘在造纸机缸、辊表面的刮刀刮除、擦拭乃至清洗等物理机械清除树脂的方法单纯对树脂进行物理吸附的方式，由于这些树脂清除的方法需要停机处理，会造成树脂清除效率低且处理效果不明显。

因此，截至目前还没有一种真正完全有效解决树脂沉淀问题且低耗高效的处理方法。造纸行业非常渴望得到一种经济有效的技术来解决树脂沉淀这个困扰造纸生产多年的问题。

活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的炭。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不规则堆积。具有较大的表面积（500～1000㎡/克）。有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体。对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量。其吸附作用是具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附，对于浆料中的树脂比纤维的非极性更高。活性炭是目前水处理中普遍采用的吸附剂，研究表明，活性炭不仅对水中溶解的有机物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力，而且对树脂等油脂类物质有较好的去除效果。而且在制浆过程中产生的树脂积累常以树脂油滴形式出现在流动过程中，由于油滴在光滑金属表面的粘滞会使得树脂在浆液运输过程中出现拖带，有利于树脂的清除。当活性炭吸附达到饱和后，可以进行脱附再生，然后再重复使用，这也是活性炭的又一优点。通过再生使用，可以降低处理成本，减少废渣排放，同时回收吸附质。

技术实现要素：

为解决制浆造纸工业中树脂沉积、树脂处理成本高、效率低等问题，本实用新型提供一种基于臭氧漂白的装置，该装置结构简单、可操作性强、并能够很大程度提升树脂的吸附效率，大大简化了工艺，降低了生产成本，可为制浆造纸工业过程中清除树脂的经济性、高效率和节能降耗等提供科学依据。

本实用新型通过下列技术方案实现：一种基于臭氧漂白的装置，包括箱体、贯穿箱体上下的中心支架、设于箱体上端的浆液进口以及设于箱体下端的浆液出口，所述中心支架中部设有螺旋叶片，螺旋叶片的表面嵌设有若干凹槽，供填入活性炭。

所述箱体的侧壁上设有高压喷淋器。

所述高压喷淋器包括入水口，以及均匀设置在箱体壁上的若干喷头。

所述中心支架上端穿出箱体的上盖并与轴承固定连接，以便于减小中心支架旋转时的摩擦阻力。

所述轴承为带轴承盖的轴承，其两侧设有一对竖直的带孔固定栓台，与固定栓台的开孔处相对的中心支架上也开设通孔，用于供固定栓穿过。

所述箱体侧壁上还设有红外线树脂检测器，用于检测活性炭吸附的树脂是否达到饱和。

所述红外线树脂检测器还与报警器通过电信号相连。

所述浆液进口呈漏斗型，设于上盖上。

所述中心支架与螺旋叶片通过螺栓连接，以便于螺旋叶片破损替换。

所述箱体的底部为漏斗型的环形载样台。

工作原理：本实用新型提供的装置可安装于臭氧漂白的浆水分脱除及漂白阶段，将需要进行树脂清除的浆液通过恒压泵以一定的压力泵入浆液进口进入箱体，此时将固定栓穿过固定栓台和中心支架的通孔，使中心支架无法转动，由于压力恒定，浆液在螺旋叶片上以一定速度匀速前进，由于螺旋叶片为螺旋扇形的叶片，浆液通过时与其有更大的接触面积，使凹槽中的活性炭对树脂的吸附更加彻底。当如此吸附树脂一段时间后，或当红外线树脂检测器检测到活性炭的树脂吸附达到饱和后，与红外线树脂检测器相连的报警器发出警报，此时，关闭浆液进口，拔出固定栓，打开高压喷淋器，通过各喷头向螺旋叶片喷淋清水，此时中心支架自由旋转进而实现活性炭树脂的脱附，当红外线树脂检测器检测到树脂含量降低至初始设置值时，发出信号，即可关闭高压喷淋器，同时插入固定栓、打开恒压泵开始下一轮的浆料处理。

本实用新型装置与现有技术相比，具有的优点及有益效果：

1、本实用新型装置解决了树脂清除工业生产中机械吸收生产运行成本高，树脂吸收效率低的问题；利用本实用新型装置可获得树脂清除后的浆料，提高了纸张质量以及生产效率，是一种简单、经济、高效、节能去除纸浆中树脂的装置；

2、螺旋式吸收片的分布不仅增加了浆料和树脂吸收片的接触面积而且在后期的清理过程中可以暴露出全部的活性炭位点，使得活性炭的脱附更加彻底。活性炭填充在树脂吸收网片上的凹陷处均匀分布，这不仅提高了活性炭的吸收效率而且还没有减少浆料在树脂吸收网片的的流动速度。

3、该装置操作简单，在不使用电机和不人工拆除网膜的情况下就能对浆料中的树脂进行清除，在提高了生产效率的同时降低了能耗。

4、纤维通过螺旋状的网膜可以在很大的表面积上进行树脂的脱除，此过程中机械作用力很少甚至没有介入，纤维原有质量保持良好；

5、使用该实用新型装置进行树脂清除无论从经济、节能角度还是从操作可行性及高效性考虑都具有现实指导意义。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为中心支架和螺旋叶片的结构示意图；

图3为高压喷淋器的结构示意图；

图4为环形载样台底部的结构示意图；

图5为上盖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型装置做进一步详细说明，但本实用新型装置保护范围不局限于所述内容。

如图所示，基于臭氧漂白的装置包括箱体9、贯穿箱体9上下的中心支架6、设于箱体9上端的浆液进口4以及设于箱体9下端的浆液出口8，所述中心支架6中部设有螺旋叶片13，螺旋叶片13的表面嵌设有若干凹槽12，供填入活性炭。

所述箱体9的侧壁上设有高压喷淋器5。所述高压喷淋器5包括入水口15，以及均匀设置在箱体9壁上的若干喷头16。

所述中心支架6上端穿出箱体9的上盖1并与轴承3固定连接，以便于减小中心支架6旋转时的摩擦阻力。所述轴承3为带轴承盖的轴承，其两侧设有一对竖直的带孔固定栓台2，与固定栓台2的开孔处相对的中心支架6上也开设通孔14，用于供固定栓10穿过。

所述箱体9侧壁上还设有红外线树脂检测器11，用于检测活性炭吸附的树脂是否达到饱和。所述红外线树脂检测器11还与报警器通过电信号相连。

所述浆液进口4呈漏斗型，设于上盖1上。所述箱体9的底部为漏斗型的环形载样台7。

所述中心支架6与螺旋叶片13通过螺栓连接，以便于螺旋叶片13破损替换。

该装置可安装于臭氧漂白的浆水分脱除及漂白阶段，将需要进行树脂清除的浆液通过恒压泵以一定的压力泵入浆液进口4进入箱体，此时将固定栓10穿过固定栓台2和中心支架6的通孔，使中心支架6无法转动，由于压力恒定，浆液在螺旋叶片13上以一定速度匀速前进，由于螺旋叶片13为螺旋扇形的叶片，浆液通过时4与其有更大的接触面积，使凹槽中的活性炭对树脂的吸附更加彻底。当如此吸附树脂一段时间后，或当红外线树脂检测器11检测到活性炭的树脂吸附达到饱和后，与红外线树脂检测器11相连的报警器发出警报，此时，关闭浆液进口4，拔出固定栓10，打开高压喷淋器5，通过各喷头16向螺旋叶片13喷淋清水，此时中心支架6自由旋转进而实现活性炭树脂的脱附，当红外线树脂检测器11检测到树脂含量降低至初始设置值时，发出信号，即可关闭高压喷淋器5，同时插入固定栓10、打开恒压泵开始下一轮的浆料处理。

由于浆料的浓度在打浆后一般为5%，其树脂含量较低，经过简单的活性炭吸附后可以达到对树脂控制的目的。如果浆料中的树脂含量较高，可以适当降低浆料在吸收树脂叶片中的流速并且增加吸收树脂叶片中的活性炭含量。